Реферат (стр. 2 )

Имеется ряд публикаций, посвященных изучению антимикробной активности различных экстрактов растений, измельченных разных органов растений, соков, эфирных масел и так далее [14, 15, 16, 17, 18]. Однако приводимые исследователями данные не дают исчерпывающих сведений о степени активности используемых добавок растительного происхождения в отношении микрофлоры зерна, развивающейся при подготовке его к производству зернового хлеба.

С этим связана постановка задач, которые планировалось решить на III (отчетном) этапе выполнения НИР.

2 Результаты теоретических и экспериментальных исследований

2.1 Изучение динамики содержания тяжёлых металлов и радионуклидов в процессе подготовки (замачивания и проращивания) зерна злаковых культур.

В пробах образцов зерна пшеницы районированных сортов, возделываемых в Орловской области осуществляли определение тяжелых металлов с использованием метода атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Приведенные результаты показывают, что содержание тяжелых металлов в зерне пшеницы определяется сортовыми особенностями культуры. Наиболее существенные колебания наблюдаются в накоплении кадмия, свинца и никеля.

Потенциальную опасность для здоровья человека представляют концентрации токсичных элементов в диапазоне 0,51 – 1,00 ДУ (ПДК) [19]. В этом диапазоне в зерне пшеницы преимущественно накапливается кадмий.

Таблица 1 – Содержание тяжелых металлов в зерне районированных сортов озимой пшеницы, ржи и тритикале, мг/кг

Сорт	Ni	Cu	Pb	Zn	Cd	Cr
Пшеница
Московская 39	0,317±0,012	2,130±0,127	0,185±0,009	22,43±1,23	0,213±0,016	0,213±0,014
Мироновская 808	0,196±0,011	2,420±0,121	0,329±0,017	23,00±1,65	0,309±0,011	0,138±0,017
Арбатка	0,368±0,014	2,010±0,133	0,481±0,014	20,82±1,59	0,274±0,018	0,173±0,007
Саратовская белая	0,552±0,009	1,810±0,113	0,432±0,018	22,05±2,08	0,457±0,008	0,221±0,011
Колос Дона	0,623±0,012	1,720±0,122	0,267±0,011	23,53±1,88	0,650±0,009	0,236±0,009
Инна	0,125±0,009	2,380±0,108	0,495±0,014	22,60±2,03	0,125±0,012	0,150±0,013
Галина	0,411±0,016	2,170±0,120	0,395±0,022	23,16±1,34	0,319±0,008	0,219±0,008
Рожь
Орловская 9	0,369±0,009	3,236±0,156	0,327±0,015	24,15±1,07	0,317±0,009	0,266±0,014
Таловская 33	0,483±0,012	3,158±0,143	0,432±0,017	23,33±2,10	0,245±0,012	0,351±0,011
Тритикале
Тальва 100	0,150±0,010	1,020±0,112	0,251±0,013	18,25±1,13	0,005±0,001	0,034±0,007
ПДК [369]	0,5	5,0	0,2	25,0	0,02	0,2
ДУ [СанПиН 2.3.2.1078-01]	-	-	0,5	-	0,1	-

Широко известно, что кадмий – элемент чрезвычайной токсичности. Соли кадмия обладают мутагенными и концерогенными свойствами и представляют потенциальную генетическую опасность. Кадмий обладает сильным сродством к сульфгидрильным группам некоторых соединений. Вследствие геохимического родства с цинком, кадмий может конкурировать с ним за дисульфидные и сульфгидрильные группы растительных и животных белков и ферментов [20, 21, 22]. Различия в содержании кадмия в зерне пшеницы различных сортов составляют 2,2-5,2 раз. Содержание элемента превышало ПДК в зерне всех исследуемых сортов пшеницы в 1,25 – 6,5, в зерне ржи – в 2,5-3,2 раз. Зерно тритикале содержало кадмий в количестве значительно ниже ПДК.

Поступление свинца в организм человека по пищевым цепям ведет к расстройству нервной системы. Свыше 90% свинца попадает в организм человека с пищей. Избыток свинца в крови человека подавляет деятельность мозга, почек и мышц. Для разных сортов пшеницы содержание свинца в зерне варьирует в пределах от 0,185 до 0,495 мг/кг, различия между сортами при этом составляют 1,4-2,7 раз. Содержание свинца в зерне ржи было выше 0,51 ПДК.

Полученные данные о загрязнении зерна отдельных сортов злаковых культур выявили необходимость проведения исследования в отдельно взятом базовом хозяйстве, в качестве которого использовали КП «Фатневское» Болховского района Орловской области, попавшего в результате аварии на Чернобыльской АЭС в зону радиоактивного загрязнения с плотностью до 15 Ku/км2. Хозяйство расположено вдали от промышленных предприятий и его сельскохозяйственные угодья не испытывают непосредственного влияния техногенного воздействия.

Уровни накопления тяжёлых металлов в зерне ряда злаковых культур в условиях производственных посевов базового хозяйства приведены в таблице 2.

Полученные результаты в целом соответствуют общим закономерностям, установленным для накопления макро- и микроэлементов в хозяйственно полезных частях растений и отражают существующие различия в химических свойствах и биологической роли металлов, а также видовых особенностях растений.

Таблица 2 – Содержание тяжелых металлов в зерне озимой пшеницы, ржи и тритикале, выращиваемых в базовом хозяйстве, мг/кг

Элемент	Озимая пшеница (Московская 39)	Рожь (Орловская 9)	Тритикале (Тальва 100)	ПДК [, 2002]	ДУ [СанПиН 2.3.2.1078-01]
Cu	4,55	5,25	4,70	5,00
Zn	23,5	24,9	24,3	25,00
Ni	0,80	0,71	0,65	0,50
Cr	0,74	0,60	0,45	0,20
Pb	0,42	0,38	0,44	0,20	0,50
Cd	0,34	0,42	0,37	0,02	0,10

Отмеченные уровни накопления металлов в зерне злаковых культур в районе не подверженном прямому воздействию промышленных источников представляют серьёзную опасность. В результате проведенных исследований определены приоритетные загрязнители зерновой продукции, по которым следует проводить постоянный контроль. К этим загрязнителям относятся кадмий, свинец.

Данные о распределении минеральных элементов по анатомическим частям зерна в литературе противоречивы и малочисленны.

В результате исследования получен банк данных содержания тяжёлых металлов, радионуклидов и биогенных элементов по морфологическим частям зерновки в процессе замачивания и проращивания зерна.

На рисунке 1 представлена зерновка, с указанием морфологических частей, в которых изучали распределение тяжелых металлов с помощью рентгеноспектрального ЭДС детектора miniCup в системе электронного сканирующего микроскопа JEOL JSM 6390 (Япония).

1 – зародыш; 2 – поверхность плодовой оболочки; 3 – плодовая оболочка; 4 – семенная оболочка; 5 – алейроновый слой; 6 – эндосперм; 7 – бородка.

Рисунок 1 – Зерновка злаковых культур

В таблице 3 приведены средние данные содержания тяжелых металлов и биогенных элементов в морфологических частях нативного зерна пшеницы. Во всех изучаемых морфологических частях нативного зерна пшеницы преобладают основные химические элементы, входящие в состав органических соединений - углерод, азот и кислород. Характер распределения микроэлементов определяется их биологической ролью. Натрий распределен в зерновке пшеницы равномерно. Элементы, входящие в состав металлоферментов: марганец, железо, цинк преобладают в зародыше.

Фосфор, калий, магний находятся в большем количестве в жизнедеятельном алейроновом слое. Свинец и йод концентрируются в эндосперме. Кобальт, никель, алюминий, кальций, хром, медь, селен и кадмий преобладают на поверхности зерновки и бородки. Высокий процент меди характерен и для зародыша и периферических частей зерна пшеницы.

Таблица 3 – Распределение химических элементов по морфологическим частям нативного зерна пшеницы, масс %.

Химический элемент	Морфологические части зерна
1	2	3	4	5	6	7
C + N + O	93,39	98,41	99,18	93,98	81,08	99,00	93,02
Na	0,03	0,01	0,03	0,01	–	0,02	0,03
Mg	0,10	0,12	0,06	0,08	2,03	0,05	0,20
Al	0,06	0,06	0,03	–	–	0,01	0,33
P	0,31	0,15	0,06	0,04	3,95	0,02	0,30
S	0,16	0,18	0,07	0,13	0,13	0,03	0,06
K	0,55	0,10	0,08	0,21	2,71	0,09	0,03
Ca	0,15	0,33	0,10	0,18	0,05	0,01	0,49
Cr	0,01	0,12	0,01	0,01	–	0,05	0,84
Mn	0,92	–	–	0,01	0,02	–	–
Fe	0,89	0,04	0,02	0,01	0,11	–	–
Co	0,02	0,08	–	0,01	0,03	0,03	1,19
Ni	0,02	0,03	0,01	0,06	0,05	0,07	0,14
Cu	1,71	0,12	0,10	0,15	0,07	0,10	2,36
Zn	1,41	0,05	0,03	0,03	0,01	–	–
Se	0,17	0,20	0,05	0,05	0,11	0,06	0,88
Cd	0,01	0,03	0,02	–	0,01	-	0,05
I	–	_	–	0,05	0,04	0,11	0,06
Pb	0,17	0,09	–	–	–	0,28	–

В таблице 4 представлены средние данные содержания тяжелых металлов и биогенных элементов в морфологических частях зерна пшеницы после замачивания в течение 12 часов в растворе ферментного препарата Целловиридин Г20х.